Geleceğin Enerji Kaynakları

By

 


Güncel enerji kaynakları, medeniyetimize karşı dikkate değer bir tehdit oluşturuyor.  Bugün Dünya’da elektriğin önemli bir bölümü kömür kullanılarak üretiliyor. Bu ise sera gazı salınımı yaparak Dünya’nın iklimini olumsuz etkilemekte ve böyle devam edecek olursa kendi yaşam alanımızı yok edeceğiz gibi görünüyor. Geleceğin enerji kaynakları, yaşayabilecek başka bir gezegen bulana kadar ve sonrasında, kendi türümüzün devamlılığını korumamızı sağlayacaklar.


Önce ülkemizde kullandığımız enerji kaynaklarına göz atalım. %23 ile hidroelektrik santrallerinden sonra; %45 doğal gaz, %28 kömür ve %1 petrol ile fosil yakıtlar enerji üretimimizin %74 ünü oluşturuyor. Kömür yandığında CO2 ile beraber SO2 de ortaya çıkartıyor. Bu gaz asit yağmurlarına sebep olmakla beraber hidrojen ile tepkidiğinde H2SO2 oluşturuyor. Bu gaz ise CO2 gibi atmosferde sera etkisi oluşturuyor. Doğal gaz ise her ne kadar daha temiz kabul edilse de yapısındaki karbon yandığında atmosfere CO2 salıyor.
Üretilen enerji (terawatt/saat) başına meydana gelen ölüm oranlarını inceleyelim. Kömürden 1 TW/h elektrik üretmek için 100 kişi ölürken, doğal gaz ile 1 TW/h elektrik üretmek için 4 kişi, torf ile 12 kişi, biyogaz ile 12 kişi, güneş enerjisi ile 0,44 kişi rüzgar enerjisi ile 0,15 kişi, hidro enerji ile 0,10 kişi ölüyor. Nükleer enerji ile 1TW/h elektrik üretmek için 0,04 kişi ölüyor. Yani kömür, nükleer enerjiden 2500 kat daha ölümcül. Aynı zamanda nükleer şu an en az insan ölümü ile enerji üreten yegane enerji kaynağı.
Nükleer enerji santrallerinde kömür ile çalışan termik santrallerin aksine, suyu ısıtıp gaz haline geçirmek için oluşturduğu tepkime doğadan izole bir şekilde gerçekleştiğinden atık materyallerde sadece eser miktarda radyasyon vardır. Kullanılan nükleer malzemenin verimliliği düştükten sonra izole olarak muhafaza edilmeye devam edilir. Sanılanın aksine bu nükleer atıkların kapladığı alan çok küçüktür. Eğer gerekli güvenlik önlemleri alınmışsa tamamen temiz bir enerji kaynağı olarak kabul edilebilirler. Doğrudan insan ölümleri gibi birde doğaya verilen zararı inceleyelim. Bir insan, doğadan her yıl 295 mrem radyasyona maruz kalır. Kullandığı elektronik cihazlardan fazladan 10 mrem radyasyona maruz kalır. Bir nükleer enerji santraline 50 kilometreden daha yakın bir mesafede yaşayan insanlar ise her yıl fazladan sadece 0,01 mrem radyasyona maruz kalırlar. Bu arada kömür kullanan bir termik santrale 50 kilometre mesafeden yakında barınan insanlar ise nükleer santrale komşu olanlardan tam 3 kat daha fazla, fazladan 0,03 mrem radyasyona maruz kalırlar.
Fosil yakıtlar, az (Doğal gaz) veya çok (Kömür) şekilde doğaya zarar veren enerji kaynaklarıdır. Örneğin kömür madeni yandığında ortaya çıkan SO2 tekrar kömüre dönüşmez, asit yağmuru meydana getirip doğaya ve insanlara zarar verir. Doğaya verilen bu zararların uzun vadede hayatımızı ne kadar kötü etkileyeceğini fark etmemiz, bizi yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanmaya sevk etti. Şu an ülkemizde üretilen enerjinin %2 si yenilenebilir kaynaklardan üretiliyor. Yani rüzgar ve güneş enerjisinden. Almanya’da bu oran %16, Danimarka’da ise  %40. Ancak bu enerji kaynaklarının önemli bir sorunu var. Sürekli üretim yapmaları mümkün değil. Güneş panelleri gece veya hava kapalı olduğunda, rüzgar tribünleri ise havanın rüzgarsız olduğu zamanlarda enerji üretemiyorlar. Bunları dengelemek için şimdilik sürekli enerji kaynaklarına, daha temiz olduğu içinde nükleer enerjiye muhtaç görünüyoruz. Ancak yakın gelecekte bu soruna alternatif çözümler gelecek. Hatta deneme aşamasında olan çözümler mevcut.
Bunlardan ilki, Tesla Motor’un arabalarında kullandığı pili evlere yerleştirmesi. Şu an açık bir şekilde satılmamasına rağmen bazı alışveriş merkezlerinde denedikleri bu pillerle saat 15:00 a kadar güneş enerjisi ile şarj edilen pilleri kullanarak enerji tüketiminin pik yaptığı 15:00 dan sonra 19:00 a kadar şebekeden elektrik almayı kesebiliyorlar veya bağımlılıklarını azaltabiliyorlar. Teknolojinin biraz daha ucuzlamasından sonra bunu evlerde kullanmaya başladığımızda, yenilenebilir enerji kaynaklarına olan bağımlılığımız büyük ölçüde azalacak.
Tabi kendimizi sadece güneş ve rüzgar enerjisi ile sınırlandırmıyoruz. Lockheed Martin adlı firma, tamamen temiz füzyon jeneratörleri üretmek için araştırmalarını devam ettiriyor ve 10 yıl içerisinde bu teknolojiyi hayata geçirebileceklerini iddia ediyorlar. Füzyon, bir nükleer tepkime olmasına rağmen şu an pratik olarak kullanılan nükleer tepkimelerin aksine, radyoaktif maddeleri değil, hidrojeni kullanır. Bu aynı zamanda güneşte ve dünyanın merkezinde meydana gelen tepkimedir. Hidrojen atomları birbirine yaklaştırılır ve belli bir noktayı geçtiğinde iki hidrojen atomu birleşir ve helyum atomuna dönüşürler. Böylece ortaya büyük bir enerji çıkar. Aynı zamanda bu işlemin atığı ise sadece helyum olur(bu ürünlerde birleşerek demir oluşturana kadar tepkimeye girebilirler ancak bu kadar yoğun bir enerji ancak yıldızların merkezlerinde meydana gelir). Helyum ise doğaya zarar vermeyen bir gazdır. Bu işlemin bugüne kadar hayata geçirilememesinin sebebi ise bu reaksiyonun kontrollü bir şekilde meydana getirilememesi. Öncelikle bu reaksiyon sırasında ortamın sıcaklığı binlerce santigrat dereceye ulaştığı için hiç bir materyal bu reaksiyonu muhafaza edemiyor. O yüzden vakumlanmış manyetik ortamda, yakıt boşluktayken(havadayken) gerçekleştirilebiliyor. Bu tepkimeye aşina olduğumuz bir şey daha var. Aslında enerji üretimi ile doğrudan hiç bir alakası olmamasına rağmen bilinçlenmek adına bahsetmek gerek. Bu füzyon tepkimesi, hidrojen bombalarının yapımında kullanılmıştır. Ancak bombalarda füzyon tepkimesini oluşturacak kadar basınç yaratmak için önce radyoaktif materyallerle bir fisyon (parçalanma) tepkimesi başlatırlar, ardından füzyon tepkimesi meydana gelir ve bunu sonra çok daha büyük bir etkiye sahip fisyon tepkimesi izler. Bu sırada kullanılan radyoaktifler ortama radyasyon yayarlar ve bir fallout etkisi oluştururlar. Bu planlanan füzyon reaktörleri için asla söz konusu değildir. Bir şehir çapında değil kamyon büyüklüğündeki bir alanda bu reaksiyonu gerçekleştirmek istedikleri için aktivasyon enerjisi için radyoaktiflere ihtiyaç olmaz ve ortama radyasyon saçmaz. Kalan tek tehlike, reaktörün zarar görüp patlaması olarak düşünülebilir. Nükleer enerji santrallerinde kullanılan radyoaktif (ör: uranyum) aktive olduğunda üretmeye başladığı ısıyı elektrik enerjisine çevirmek için, oluşan sıcaklığı suyu buharlaştırmak için kullanırız. Elektriğin üretim prensibi bu noktada termik santrallere benzer, sadece suyu buharlaştırmak için kömür yakmak yerine uranyum radyoaktivitesi kullanılır. Oluşan buharın hacmi suya oranla arttığı için türbinleri çevirir ve bu hareket elektrik üretir. Aktive olmuş nükleer çekirdeğin bir kapama tuşu olmadığı için, eğer santrale bir zarar gelirse Fukishima‘da olduğu gibi bir felaketle karşı karşıya kalınabilir. Ancak füzyon reaktörlerinde tepkime, sadece ortama hidrojen ilave edilmeye devam edildikçe devam eder. Yani en ufak bir terslikte reaktör durdurulabilir. Bu şekilde kaza riski zaten çok düşük olan nükleer enerji santrallerine oranla hemen hemen sıfırlanmış olur.
Bir diğer yöntem ise alglerden biyoyakıt üretmek. Alglerden elde edilen biyoyakıt yandığında ortama yine CO2 çıkıyor. Normalde CO2 üretmek istemeyiz. Ancak bu yakıt yandığında ortaya çıkan CO2, Bu yakıtın üretimi sırasında bitkinin tüketeceği CO2 miktarı kadar olacağı için, ortama zararsız bir enerji kaynağı olarak kabul edilir. 4000m2lik bir arazide her yıl 5000lt biyoyakıt üretilebilir ve sadece litresi 1 dolara mal edilebilir. Aynı zamanda bu yakıtı kullanmak için elektriğe dönüştürme zorunluluğu da yok. Akaryakıt olarak motorlu araçlar da kullanılabilir.
Rüzgar tribünlerinin doğaya bir zararı olmasa bile insanları görüntüsü sebebi ile rahatsız edebiliyorlar. Bunun için düşünülen çözümlerden birisi hem bu estetik kaygıyı gidermek hem de enerji üretiminin sürekliliğini artırmak için bu tribünleri deniz altınataşımak. Dalga tribünleri adını alacak olsalar da çalışma prensipleri aynı. Suyun durmadığı ve belli bir yönde akmaya devam ettiği bölgeler mevcut ve buraya kurulacak tribünler hem sürekli enerji üretimi sağlayabilirler hem de insanları yaşadıkları ortamlarda rahatsız etmezler. Tabi bu sefer denizde yaşayan canlılar için kaygılar ortaya çıkıyor. Bunlar için alınacak önlemler, projenin gerçekleşme süreci yaklaştıkça ortaya çıkacaktır.
Burada anlatılanlar gibi teknolojik gelişmeler eninde sonun ortaya çıkacak. Ancak tüm bu gelişmelerin hayatımızda yer edinmesinin önündeki en büyük engel, doğru olmayan bilgilerdir. Nükleer enerji aleyhine yapılan propagandaları gördük ve görüyoruz. Nükleer enerjinin fosil yakıtlara oranla ne kadar temiz ve sağlıklı olduğunu açık açık görebilmemize rağmen sansasyon yaratmak isteyen kuruluşlar tarafından hedef alınıyorlar.  Aynı şeyin gelecekte nükleer füzyon reaktörleri için yapılacağından da emin olabiliriz. Bu sebeple, bu konuda bilinçlenmemiz ve bilgilenmemiz gerekiyor. Bugün insanları nükleer enerjiden korkutmak için iki başlı kedi çizip broşürlerde “böyle olmasını istemiyorsanız nükleere hayır” diyenler yarın hidrojen bombalarının görselleri ile füzyona karşı aynı tavrı sergileyecek. Örneğin; yosunlardan üretilen yakıtın yandığında ortaya çıkan gazın kanserojen olup olmadığı sabah programlarına konu olacak. Tabi ki hiçbir konuk bizim solunum yaparken ürettiğimiz gaz ile o yakıtın ürettiği gazın aynı gaz olduğunu söylemeyecek. İşte bu yüzden şarlatanlıkla bilimi ayırt etmek bize düşecek